导　　师： 林璋

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 人类的工业活动导致有毒的可溶性铀进入地表环境。了解地表环境中好氧或兼性厌氧微生物与铀之间的相互作用,无论是对铀的污染控制,还是理解人类工业活动对铀的生物地球化学循环的影响都具有十分重要的意义。作为一种潜在的铀污染处理方式,厌氧菌通过生物成矿固定铀的产物颗粒较小易再迁移;好氧菌通过生物成矿固定铀的机制尚不清楚,从而影响了它在好氧条件下的使用。本文研究了一株兼性厌氧的蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus 12-2）在好氧条件下对U（VI）的生物矿化机理。吸附研究表明,在pH=5时,B.cereus 12-2对铀的最大吸附量可以达到448.68 mg U/g生物质（干重）,而当表面的氨基、磷酸基团尤其是羧基分别被屏蔽时,吸附量会下降60%以上。XRD（X-ray diffractometer）、SEM（Scanning electron microscope）和TEM（Transmission electron microscope）等研究表明,胞外形成的无定型含铀颗粒可以直接以固体的形式转移到胞内,并在胞内形成10 nm左右的磷铵铀矿（（NH4）（UO2）PO4·3H2O）纳米晶。当铀的初始浓度较低时,在一定浓度范围内,蜡状芽孢杆菌与铀作用达到吸附平衡以及成矿所需要的时间会相对缩短。研究还表明,随着铀浓度的升高,生物吸附不会受到抑制,而生物成矿过程会受到抑制,这暗示着高浓度的重金属可能会抑制生物成矿过程中相关酶的活性。另外,研究发现在铀的刺激下细菌有一个22 kD左右的蛋白增量表达,并且经LC-MS（Liquid chromatograph-mass spectrometer）鉴定发现其中含有多种磷酸酶、激酶以及与代谢和应激反应相关的酶,这些酶可能会对胞内以羧基配位为主的无定型含铀颗粒转化为铀磷酸盐矿物起到调控作用。总体而言,B.cereus 12-2对U（VI）的固定包含两个主要的步骤:1)将U（VI）以无定形化合物的形式快速固定在细胞表面上,其中羧基是主要的配位官能团;2)

关 键 词： 蜡状芽孢杆菌 铀 生物成矿 官能团 酶

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